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Con poche ore di sforzo e materiali adeguati, quasi tutti quelli che hanno a portata di mano gli strumenti possono costruire una piccola fornace solare in grado di produrre temperature superiori a 500 gradi Fahrenheit. Per prima cosa scegli una lente o uno specchio riflettente come mezzo per focalizzare i raggi del sole; questa scelta influisce sul layout del telaio del forno e di altre parti. È possibile utilizzare il forno per far bollire l'acqua, saldare piccoli oggetti o per altre applicazioni che richiedono alte temperature.
Lente o specchio?
Una fornace solare funziona concentrando la luce solare da un'area di circa un piede quadrato a un pollice quadrato o più piccolo; in una giornata di sole, i raggi intensi trasportano abbastanza energia per rendere il punto focale estremamente caldo. Funzionerà una lente o uno specchio delle dimensioni di una padella per pizza media; uno più piccolo non raccoglierà abbastanza luce per essere utile e uno più grande può essere ingombrante. Una lente di Fresnel è una lente ideale per l'attività; è costituito da un pezzo di vetro piatto o di plastica trasparente con scanalature concentriche intagliate al suo interno. Le lenti Fresnel sono economiche e disponibili nei negozi di articoli per la scienza. Uno specchio parabolico è un'altra buona scelta; non deve essere di perfetta qualità ottica perché il tuo obiettivo è focalizzare la luce, non creare immagini. È importante notare che un obiettivo focalizza la luce sul lato opposto alla luce solare in arrivo; il focus di uno specchio è dalla stessa parte. Se scegli la lente Fresnel per la tua fornace e se ha un lato scanalato, quel lato è rivolto verso l'esterno, verso il sole.
Telaio
Costruisci il telaio per il forno solare come mezzo per mantenere ferma la lente o lo specchio e per tenere un collettore che cattura la luce focalizzata. È possibile utilizzare robusti materiali in metallo, legno o plastica per costruire il telaio purché si evitino materiali lucidi che potrebbero accidentalmente riflettere la luce solare negli occhi. Idealmente, la cornice ruota su un asse orizzontale per regolare lo specchio o l'obiettivo in modo che punti direttamente verso il sole, indipendentemente dalla stagione o dall'ora del giorno. Dopo la regolazione, il perno deve serrare saldamente in posizione, garantendo una configurazione stabile.
Collettore
Il collettore della fornace è una tazza o un contenitore che cattura i raggi focalizzati del sole e diventa caldo. Utilizzare metallo opaco o satinato per il contenitore; la plastica si scioglierà o brucerà quasi all'istante e il metallo lucido potrebbe riflettere il sole nei tuoi occhi. Evitare il metallo verniciato, poiché i raggi solari caldi bruceranno la vernice, producendo probabilmente fumi pericolosi. Ottieni un mattone che funga da piedistallo ignifugo su cui appoggiare il collettore; funzionerà anche il metallo, anche se un mattone non condurrà il calore lontano dal collettore, contribuendo a mantenere la sua temperatura elevata.
Sicurezza
Esistono due principali rischi per la sicurezza del forno solare: calore e luce solare intensa. Se si tocca il collettore o si posiziona la mano nell'area focale, la luce focalizzata produrrà ustioni dolorose. Fai molta attenzione agli oggetti che riscaldi con il forno solare come faresti con gli oggetti caldi di un forno da cucina; utilizzare le pinze per posizionare e recuperare oggetti nel collettore. La luce solare intensa e concentrata rappresenta anche un pericolo per gli occhi; evitare di fissare la luce focalizzata per periodi prolungati e non lasciarla mai riflettere direttamente nei tuoi occhi.
usi
La potenza di una fornace solare è direttamente correlata alle sue dimensioni; obiettivi e specchi più grandi producono temperature più elevate. Una grande fornace solare autoportante, di dimensioni circa un metro, fonderà metalli teneri come piombo e rame; i modelli da tavolo più piccoli possono fondere la saldatura. Con cura, puoi anche usare la fornace per sparare l'argilla in ceramica. Farà bollire l'acqua per cucinare e cuocere alla griglia carne e verdure. Puoi anche utilizzare il calore della fornace per alimentare un motore Sterling per l'elettricità o per far funzionare piccole macchine.